專利名稱：一種自清潔玻璃及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自清潔玻璃及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著能源和環(huán)保意識的提高，人們對具有環(huán)保作用且能夠利用自然條件達(dá)到自動清潔的綠色玻璃越來越青睞。自清潔玻璃是在普通玻璃的表面制作修飾層，即二氧化鈦(TiO2)薄膜，TiO2具有的超親水性一方面可以使油污與玻璃表面隔離，另一方面可以使污物隨著水膜在重力作用下從玻璃表面滑落。而且二氧化鈦具有很強(qiáng)的光催化能力，可以將玻璃表面的有機(jī)物和無機(jī)物分解，從而保持玻璃表面潔凈。雖然TW2在紫外光激發(fā)下會產(chǎn)生具有很高氧化能力的空穴-電子對，但是TiA帶隙較寬，其僅能吸收紫外光部分，而不能利用可見光部分，從而導(dǎo)致T^2薄膜對太陽光的利用率較低，進(jìn)而導(dǎo)致TiO2薄膜的光催化能力較低，使得玻璃的自清潔能力偏低。另外，TiO2 薄膜與載體不易結(jié)合，尤其是在TiO2薄膜保持較高催化活性的條件下，TiO2薄膜與載體很難保持牢固的結(jié)合，從而影響自清潔玻璃的使用壽命；而且，在無光照的條件下，TiO2薄膜的親水性保持時間短，通常親水時效不超過5小時，即超過5小時親水性消失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種自清潔玻璃，其不僅能夠利用太陽光中的可見光部分，從而可以提高其自清潔能力；而且修飾層與玻璃基體能夠保持良好結(jié)合。本發(fā)明還提出了一種自清潔玻璃的制作方法，該方法可以制作出自清潔能力高、 修飾層與玻璃基體保持良好結(jié)合的自清潔玻璃。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種自清潔玻璃，包括玻璃基體以及修飾層，其特征在于，所述修飾層包括自所述玻璃基體起依次疊置在所述玻璃基體表面的SW2膜層、 TiO2/金屬離子/光敏材料膜層以及TiO2/金屬離子膜層。優(yōu)選的，所述SiA膜層的厚度為80 120nm。優(yōu)選的，所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的厚度為200 300nm。優(yōu)選的，所述TiO2/金屬離子膜層的厚度為80 120nm。優(yōu)選的，在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層中，所述TiO2、金屬離子以及光敏劑的質(zhì)量百分含量分別為5 80%，5 40%，5 30%。優(yōu)選的，在所述TiO2/金屬離子膜層中，所述TW2和金屬離子的質(zhì)量百分含量分別為30 90%和10 70%。本發(fā)明還提供一種自清潔玻璃的制作方法，包括以下步驟獲取硅溶膠，利用所述硅溶膠在玻璃基體的表面制作S^2膜層；獲取含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠，利用所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠涂覆在所述S^2膜層表面制作Tio2/金屬離子/光敏材料膜層；
獲取含有金屬離子的鈦溶膠，利用所述含有金屬離子的鈦溶膠在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層表面制作TiO2/金屬離子膜層。優(yōu)選的，所述硅溶膠通過以下步驟獲得將有機(jī)硅脂溶解在有機(jī)溶劑中，并在30 50°C的溫度下攪拌獲得有機(jī)硅脂溶液；用強(qiáng)酸溶液和去離子水配制成強(qiáng)酸溶液；將所述強(qiáng)酸溶液滴入所述有機(jī)硅脂溶液中，同時在30 50°C的溫度下攪拌使所述有機(jī)硅脂水解；將韌化劑加入水解的所述有機(jī)硅脂溶液中，攪拌均勻并冷卻至室溫，獲得所述硅溶膠。優(yōu)選的，所述有機(jī)硅脂的質(zhì)量濃度為5 20% ；所述強(qiáng)酸與所述有機(jī)硅脂的摩爾比為0. 5 2. 5 ；加入的所述韌化劑與所述有機(jī)硅酯的摩爾比為0. 1 1. 5。優(yōu)選的，利用提拉法制作所述SiO2膜層，所述硅溶膠的固含量為1 5%，所述玻璃基體的提拉速度為1 lOcm/min，從而將所述硅溶膠在粘附在所述玻璃基體表面。優(yōu)選的，粘附在所述玻璃基體表面的所述硅溶膠在60 100°C的溫度下干燥10 30min，從而在所述玻璃基體的表面獲得所述SW2膜層。優(yōu)選的，所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠是通過以下步驟獲得將有機(jī)鈦脂溶于有機(jī)溶劑形成有機(jī)鈦脂溶液；向所述有機(jī)鈦脂溶液中加入金屬鹽以及抑制劑，在30 50°C的溫度下攪拌獲得第一混合液；用強(qiáng)酸、去離子水以及有機(jī)溶劑配置成第二混合液；將所述第二混合液滴入所述第一混合液，同時在30 50°C的溫度下攪拌獲得含有金屬離子的鈦溶膠；將光敏半導(dǎo)體粉末與強(qiáng)酸混合，然后加入所述含有金屬離子的鈦溶膠中，從而獲得所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠。優(yōu)選的，所述有機(jī)鈦脂溶液的質(zhì)量濃度為1 5% ；所述有機(jī)鈦脂與所述金屬鹽的摩爾比為0. 1 1. 5，所述抑制劑與所述金屬鹽的摩爾比為0. 1 1. 5 ；所述光敏半導(dǎo)體粉末與所述有機(jī)鈦脂的摩爾比為0. 1 2. 5。優(yōu)選的，利用提拉法制作所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層，所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠的固含量為1. 5 4. 5%，所述玻璃基體的提拉速度為2 20cm/ min，從而將所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠粘附在所述S^2膜層表面。優(yōu)選的，粘附在所述S^2膜層表面的所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠在 250 300°C的溫度下干燥0. 5 2h，從而在所述SW2膜層表面獲得所述TiO2/金屬離子/ 光敏材料膜層。優(yōu)選的，所述含有金屬離子的鈦溶膠通過以下步驟獲得將有機(jī)鈦脂溶于有機(jī)溶劑形成有機(jī)鈦脂溶液；向所述有機(jī)鈦脂溶液中加入金屬鹽以及抑制劑，在30 50°C的溫度下攪拌獲得第一混合液；用強(qiáng)酸、去離子水以及有機(jī)溶劑配置成第二混合液；將所述第二混合液滴入所述第一混合液，同時在30 50°C的溫度下攪拌獲得所述鈦溶膠。優(yōu)選的，利用提拉法制作所述TiO2/金屬離子膜層，所述含有金屬離子的鈦溶膠的固含量為1. 5 4. 5 %，所述玻璃基體的提拉速度為1 lOcm/min，從而將所述含有金屬離子的鈦溶膠粘附在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面。優(yōu)選的，粘附在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層表面的所述含有金屬離子的鈦溶膠在250 300°C的溫度下干燥0. 5 2h，從而在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面制作所述TiO2/金屬離子膜層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下述有益效果本發(fā)明提供的自清潔玻璃是在玻璃基體表面依次疊置設(shè)置SW2膜層、TiO2/金屬離子/光敏材料膜層以及TiO2/金屬離子膜層。其中，金屬離子提高了 TiO2的光催化能力， 使得小于500nm波長的光也能被利用，即能夠?qū)⑻柟庵械目梢姽饫茫瑥亩岣咦郧鍧嵅ＡУ墓獯呋剩M(jìn)而提高自清潔玻璃的自清潔能力。S^2膜層可以提高修飾層與玻璃基體的結(jié)合強(qiáng)度，改善修飾層的耐磨性能，從而延長了修飾層的親水性，在黑暗的環(huán)境中， 修飾層的親水性可以達(dá)到15天，即15天內(nèi)修飾層的親水性不消失。TiO2/金屬離子膜層可以有效地防止光敏材料在使用過程中被污染，從而提高修飾層的使用壽命，同時可以避免光敏材料可能對人體造成的危害。本發(fā)明提供的自清潔玻璃的制作方法，利用硅溶膠、含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠以及含有金屬離子的鈦溶膠在玻璃基體的表面制作了包括SiO2膜層、TiO2/金屬離子/光敏材料膜層以及TiO2/金屬離子膜層的修飾層，使得自清潔玻璃不僅能夠利用波長小于500nm的光，從而提高自清潔玻璃的自清潔能力；而且，修飾層與玻璃基體具有良好的結(jié)合強(qiáng)度，改善修飾層的耐磨性能，從而延長了修飾層的親水性，在黑暗的環(huán)境中，修飾層的親水性可以達(dá)到15天，S卩15天內(nèi)修飾層的親水性不消失。另外可以有效地防止光敏材料在使用過程中被污染，從而提高修飾層的使用壽命，同時可以避免光敏材料可能對人體造成的危害。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明提供的自清潔玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的自清潔玻璃的制作方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提出的自清潔玻璃及其制作方法進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1為本發(fā)明提供的自清潔玻璃的結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖1，本實(shí)施例提供的自清潔玻璃包括玻璃基體1以及修飾層2，修飾層2包括自玻璃基體1起依次疊置在其表面的 SiO2膜層21、TiO2/金屬離子/光敏材料膜層22以及TiO2/金屬離子膜層23。
其中，SiO2膜層21、Ti02/金屬離子/光敏材料膜層22以及TiO2/金屬離子膜層23 的厚度分別為80 120nm、200 300nm和80 120nm。在TiO2/金屬離子/光敏材料膜層22中，TiO2、金屬離子以及光敏劑的質(zhì)量百分含量分別為5 80 %，5 40 %，5 30 %。 在TiO2/金屬離子膜層23中，TW2和金屬離子的質(zhì)量百分含量分別為30 90%和10 70%。本實(shí)施例提供的自清潔玻璃是在玻璃基體表面依次疊置設(shè)置SW2膜層、TiO2/金屬離子/光敏材料膜層以及TiO2/金屬離子膜層。其中，金屬離子提高了 TiA的光催化能力，使得小于500nm波長的光也能被利用，即能夠?qū)⑻柟庵械目梢姽饫茫瑥亩岣咦郧鍧嵅ＡУ淖郧鍧嵞芰ΑiO2膜層可以提高修飾層與玻璃基體的結(jié)合強(qiáng)度，改善修飾層的耐磨性能，從而延長了修飾層的親水性，在黑暗的環(huán)境中，修飾層的親水性可以達(dá)到15天，即 15天內(nèi)修飾層的親水性不消失。TiO2/金屬離子膜層可以有效地防止光敏材料在使用過程中被污染，從而提高修飾層的使用壽命，同時可以避免光敏材料可能對人體造成的危害。圖2為本發(fā)明提供的自清潔玻璃的制作方法的流程圖。請參閱圖2，本實(shí)施例提供的自清潔玻璃的制作方法包括以下步驟步驟Si，獲取硅溶膠，利用所述硅溶膠在玻璃基體的表面制作S^2膜層。步驟si具體包括以下步驟步驟si 1，將有機(jī)硅脂溶解在有機(jī)溶劑中，并在30 50°C的溫度下攪拌獲得有機(jī)硅脂溶液。有機(jī)硅脂可以是硅酸乙酯，有機(jī)溶劑可以是無水乙醇、無水丙酮或無水甲醇等。通常，有機(jī)硅脂需要在30 50°C的溫度下攪拌10 20min獲得質(zhì)量濃度為5 20%的硅脂溶液。步驟sl2，用強(qiáng)酸和去離子水配制成強(qiáng)酸溶液。強(qiáng)酸可以是濃鹽酸、濃硝酸或濃磷酸。強(qiáng)酸溶液中氫離子濃度為0. 2N(當(dāng)量濃度)。步驟sl3，將所述強(qiáng)酸溶液滴入所述有機(jī)硅脂溶液中，同時在30 50°C的溫度下攪拌使所述有機(jī)硅脂水解。強(qiáng)酸可以對有機(jī)硅脂的水解起催化作用，加入的強(qiáng)酸與有機(jī)硅脂的摩爾比為 0. 5 2. 5。在將強(qiáng)酸溶液滴入有機(jī)硅脂溶液中時，在30 50°C的溫度下攪拌有機(jī)硅脂溶液1 4小時，使有機(jī)硅脂水解。步驟sl4，將韌化劑加入水解的所述有機(jī)硅脂溶液中，然后攪拌均勻并冷卻至室溫，從而獲得所述硅溶膠。韌化劑可以是丙三醇、聚乙烯醇或二甲基甲酰胺中的一種或者其中幾種的混合。 加入的韌化劑與有機(jī)硅脂的摩爾比為0. 1 1. 5。將韌化劑加入步驟sl3獲得的水解的有機(jī)硅脂溶液中，然后將其攪拌均勻后冷卻至室溫，從而獲得固含量為1 5%的硅溶膠。步驟sl5，將玻璃基體放入硅溶膠中，然后以1 lOcm/min的速度提拉，從而使硅溶膠粘附在玻璃基體表面。步驟sl6，將粘附硅溶膠的玻璃基體放置在60 100°C的溫度下干燥10 30min， 從而在玻璃基體的表面獲得所述S^2膜層。
步驟s2，獲取含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠，利用所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠涂覆在所述SiO2膜層表面制作TiO2/金屬離子/光敏材料膜層。步驟s2具體包括以下步驟步驟s21，將有機(jī)鈦脂溶于有機(jī)溶劑形成有機(jī)鈦脂溶液。有機(jī)鈦脂可以是鈦酸丁酯或鈦酸乙酯，有機(jī)溶劑可以是無水乙醇、無水丙酮或無水甲醇。將有機(jī)鈦脂溶于有機(jī)溶劑并形成質(zhì)量濃度為1 5%的有機(jī)鈦脂溶液。步驟s22，向所述有機(jī)鈦脂溶液中加入金屬鹽以及抑制劑，在30 50°C的溫度下攪拌獲得第一混合液。金屬鹽可以是鐵、鎳、鋁、鎢、釩或銀。抑制劑可以是二乙醇胺或三乙醇胺。在有機(jī)鈦脂溶液中加入金屬鹽以及抑制劑后，在30 50°C的溫度下攪拌10 20min獲得第一混合液。有機(jī)鈦脂與金屬鹽的摩爾比為0. 1 1. 5。抑制劑是為了阻止金屬鹽與有機(jī)鈦酯反應(yīng)，因此，抑制劑的加入量以金屬鹽為基準(zhǔn)，其加入量與金屬鹽的摩爾比為0. 1 1. 5。步驟s23，用強(qiáng)酸、去離子水以及有機(jī)溶劑配置成第二混合液。強(qiáng)酸可以是濃鹽酸或濃硝酸，有機(jī)溶劑可以是無水乙醇、無水丙酮或無水甲醇。在第二混合液中，氫離子濃度為0. 2N。步驟s24，將所述第二混合液滴入所述第一混合液，同時在30 50°C的溫度下攪拌獲得鈦溶膠。將第二混合液緩慢地滴入第一混合液，利用強(qiáng)酸使有機(jī)鈦酯水解，加入的強(qiáng)酸與有機(jī)鈦酯的摩爾比為0. 5 2. 5，同時在30 50°C的溫度下攪拌0. 5 2小時，從而獲得含有金屬離子的鈦溶膠，獲得的鈦溶膠的固含量為1. 5 4. 5%。在步驟s23中，用去離子水和有機(jī)溶劑將強(qiáng)酸稀釋有利于強(qiáng)酸快速地均勻分散在有機(jī)鈦脂溶液中。步驟s25，將光敏半導(dǎo)體粉末與強(qiáng)酸混合，然后加入所述含有金屬離子的鈦溶膠， 從而獲得所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠。光敏半導(dǎo)體可以是硫化鎘或硒化鎘，強(qiáng)酸可以是濃鹽酸或濃硝酸，強(qiáng)酸中氫離子的濃度為0. 2N。加入的光敏半導(dǎo)體粉末與有機(jī)鈦酯的摩爾比為0. 1 2. 5。將光敏半導(dǎo)體粉末和強(qiáng)酸的混合溶液加入鈦溶膠，并均勻混合，從而獲得固含量為1. 5 4. 5%的含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠。步驟s26，將表面制作有S^2膜層的玻璃基體放入含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠中，然后以2 20cm/min的速度提拉，從而使含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠粘附在SiO2膜層表面。步驟s27，將粘附有含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠的玻璃基體放置在 250 300°C的溫度下干燥0. 5 2h，從而在所述SW2膜層表面獲得所述TiO2/金屬離子/ 光敏材料膜層。步驟S3，獲取含有金屬離子的鈦溶膠，利用所述含有金屬離子的鈦溶膠在所述 TiO2/金屬離子/光敏材料膜層表面制作TiO2/金屬離子膜層。步驟S3具體包括以下步驟步驟s31，獲取含有金屬離子的鈦溶膠。含有金屬離子的鈦溶膠的制作方法與步驟s21至步驟W4完全相同，這里不再贅述。
步驟s32，將表面制作有TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的玻璃基體放入含有金屬離子的鈦溶膠中，然后以1 lOcm/min的速度提拉，從而將含金屬離子的鈦溶膠粘附在 TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面。步驟s33，將粘附有含有金屬離子的鈦溶膠的玻璃基體放置在250 300°C的溫度下干燥0. 5 2h，從而在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面獲得TiO2/金屬離子膜層。本實(shí)施例提供的自清潔玻璃的制作方法，利用硅溶膠、含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠以及含有金屬離子的鈦溶膠在玻璃基體的表面制作了包括S^2膜層、Tio2/金屬離子/光敏材料膜層以及TiO2/金屬離子膜層的修飾層，使得自清潔玻璃不僅能夠利用波長小于500nm的光，從而提高自清潔玻璃的自清潔能力。而且，修飾層與玻璃基體具有良好的結(jié)合強(qiáng)度，改善修飾層的耐磨性能，從而延長了修飾層的親水性，在黑暗的環(huán)境中，修飾層的親水性可以達(dá)到15天，即15天內(nèi)修飾層的親水性不消失。耐磨測試方法是利用包括兩片刮水片的刮水器以20g/cm2的作用力在自清潔玻璃上以14cm/s的速度移動，反復(fù)摩擦1000次后，測量自清潔玻璃的親水性仍然存在。另外，TiO2/金屬離子膜層可以有效地防止光敏材料在使用過程中被污染，從而提高修飾層的使用壽命，同時可以避免光敏材料可能對人體造成的危害。實(shí)施例一A，在玻璃基體表面制作SiA膜層，具體包括Al，將硅酸乙酯溶于無水乙醇中，并在30°C的溫度下攪拌20min獲得質(zhì)量濃度為 5%的有機(jī)硅脂溶液。A2，將氫離子濃度為0. 2N的濃鹽酸滴入有機(jī)硅脂溶液中，同時在30°C的溫度下攪拌1小時使有機(jī)硅脂水解，濃鹽酸與有機(jī)硅脂的摩爾比為0. 5。A3，在發(fā)生水解的有機(jī)硅脂溶液中加入韌化劑，韌化劑與有機(jī)硅脂的摩爾比為
0.1，然后攪拌均勻后冷卻至室溫，獲得固含量為的硅溶膠。A4，將玻璃基體放入固含量為的硅溶膠中，以lcm/min的速度提拉，從而使硅溶膠粘附在玻璃基體表面；將粘附硅溶膠的玻璃基體放置在100°c的溫度下干燥30min，從而在玻璃基體的表面獲得S^2膜層。B，在SW2膜層的表面制作TiO2/金屬離子/光敏材料膜層，具體包括Bi，將鈦酸丁酯溶于無水乙醇，形成質(zhì)量濃度為的有機(jī)鈦脂溶液。B2，向有機(jī)鈦脂溶液中加入中鐵和抑制劑，并在30°C的溫度下攪拌IOmin獲得第一混合液，其中，有機(jī)鈦脂與鐵的摩爾比為0. 1，抑制劑與鐵的摩爾比為0. 1。B3，用濃鹽酸、去離子水以及無水乙醇配置成氫離子濃度為0. 2N的第二混合液， 然后將第二混合液滴入第一混合液，而且強(qiáng)酸與有機(jī)鈦酯的摩爾比為0. 5，在30°C的溫度下攪拌0. 5小時獲得固含量為1. 5%的含有金屬離子的鈦溶膠。B4，將硫化鎘與濃鹽酸混合，然后加入含有金屬離子的鈦溶膠中形成固含量為
1.5%的含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠，而且硫化鎘與有機(jī)鈦脂的摩爾比為0. 1。B5，將表面制作有S^2膜層的玻璃基體放入含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠中，然后以2cm/min的速度提拉，從而將含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠粘附在SiO2 膜層表面，最后在250°C的溫度下干燥0. 5h，從而在所述SW2膜層表面獲得TiO2/金屬離子/光敏材料膜層。C，在TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面制作TiO2/金屬離子膜層，具體包括Cl，按照B1-B3的步驟獲得固含量為1.5%的含有金屬離子的鈦溶膠。C2，將表面制作有TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的玻璃基體放入固含量為1. 5% 的含有金屬離子的鈦溶膠中，以lcm/min的速度提拉，從而將含金屬離子的鈦溶膠粘附在 TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面，再將粘附有含有金屬離子的鈦溶膠的玻璃基體放置在250°C的溫度下干燥0. 5h，從而在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面獲得TiO2/ 金屬離子膜層。實(shí)施例二A，在玻璃基體表面制作SiA膜層，具體包括Al，將硅酸乙酯溶于無水乙醇中，并在40°C的溫度下攪拌12min獲得質(zhì)量濃度為 10%的有機(jī)硅脂溶液。A2，將氫離子濃度為0. 2N的濃鹽酸滴入有機(jī)硅脂溶液中，同時在40°C的溫度下攪拌2小時使有機(jī)硅脂水解，濃鹽酸與有機(jī)硅脂的摩爾比為1。A3，在發(fā)生水解的有機(jī)硅脂溶液中加入韌化劑，韌化劑與有機(jī)硅脂的摩爾比為 0. 5，然后攪拌均勻后冷卻至室溫，獲得固含量為2%的硅溶膠。A4，將玻璃基體放入固含量為2%的硅溶膠中，以5cm/min的速度提拉，從而使硅溶膠粘附在玻璃基體表面；將粘附硅溶膠的玻璃基體放置在80°C的溫度下干燥20min，從而在玻璃基體的表面獲得S^2膜層。B，在SW2膜層的表面制作TiO2/金屬離子/光敏材料膜層，具體包括Bi，將鈦酸丁酯溶于無水乙醇，形成質(zhì)量濃度為2%的有機(jī)鈦脂溶液。B2，向有機(jī)鈦脂溶液中加入中鐵和抑制劑，并在40°C的溫度下攪拌15min獲得第一混合液，其中，有機(jī)鈦脂與鎳的摩爾比為0. 5，抑制劑與鐵的摩爾比為0. 5。B3，用濃鹽酸、去離子水以及無水乙醇配置成氫離子濃度為0. 2N的第二混合液， 然后將第二混合液滴入第一混合液，而且強(qiáng)酸與有機(jī)鈦酯的摩爾比為1，在40°C的溫度下攪拌1小時獲得固含量為2. 5%的含有金屬離子的鈦溶膠。B4，將硫化鎘與濃鹽酸混合，然后加入含有金屬離子的鈦溶膠中形成固含量為 2. 5%的含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠，而且硫化鎘與有機(jī)鈦脂的摩爾比為0. 5。B5，將表面制作有S^2膜層的玻璃基體放入含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠中，然后以lOcm/min的速度提拉，從而將含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠粘附在S^2 膜層表面，最后在260°C的溫度下干燥lh，從而在所述S^2膜層表面獲得TiO2/金屬離子/ 光敏材料膜層。C，在TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面制作TiO2/金屬離子膜層，具體包括Cl，按照B1-B3的步驟獲得固含量為1. 5%的含有金屬離子的鈦溶膠。C2，將表面制作有TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的玻璃基體放入固含量為2. 5% 的含有金屬離子的鈦溶膠中，以4cm/min的速度提拉，從而將含金屬離子的鈦溶膠粘附在 TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面，再將粘附有含有金屬離子的鈦溶膠的玻璃基體放置在260°C的溫度下干燥lh，從而在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面獲得TiO2/金屬離子膜層。
實(shí)施例三A，在玻璃基體表面制作SiA膜層，具體包括Al，將硅酸乙酯溶于無水乙醇中，并在45°C的溫度下攪拌ISmin獲得質(zhì)量濃度為 15%的有機(jī)硅脂溶液。A2，將氫離子濃度為0. 2N的濃鹽酸滴入有機(jī)硅脂溶液中，同時在45°C的溫度下攪拌3小時使有機(jī)硅脂水解，濃鹽酸與有機(jī)硅脂的摩爾比為2。A3，在發(fā)生水解的有機(jī)硅脂溶液中加入韌化劑，韌化劑與有機(jī)硅脂的摩爾比為1， 然后攪拌均勻后冷卻至室溫，獲得固含量為3. 5%的硅溶膠。A4，將玻璃基體放入固含量為3. 5%的硅溶膠中，以8cm/min的速度提拉，從而使硅溶膠粘附在玻璃基體表面；將粘附硅溶膠的玻璃基體放置在70°C的溫度下干燥25min， 從而在玻璃基體的表面獲得S^2膜層。B，在SW2膜層的表面制作TiO2/金屬離子/光敏材料膜層，具體包括B 1，將鈦酸丁酯溶于無水乙醇，形成質(zhì)量濃度為3. 5%的有機(jī)鈦脂溶液。B2，向有機(jī)鈦脂溶液中加入中鐵和抑制劑，并在45°C的溫度下攪拌ISmin獲得第一混合液，其中，有機(jī)鈦脂與鋁的摩爾比為1，抑制劑與鐵的摩爾比為1。B3，用濃鹽酸、去離子水以及無水乙醇配置成氫離子濃度為0. 2N的第二混合液， 然后將第二混合液滴入第一混合液，而且強(qiáng)酸與有機(jī)鈦酯的摩爾比為2，在45°C的溫度下攪拌1. 5小時獲得固含量為4%的含有金屬離子的鈦溶膠。B4，將硫化鎘與濃鹽酸混合，然后加入含有金屬離子的鈦溶膠中形成固含量為4% 的含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠，而且硫化鎘與有機(jī)鈦脂的摩爾比為1. 5。B5，將表面制作有S^2膜層的玻璃基體放入含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠中，然后以15cm/min的速度提拉，從而將含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠粘附在S^2 膜層表面，最后在280°C的溫度下干燥1. 5h，從而在所述SW2膜層表面獲得TiO2/金屬離子 /光敏材料膜層。C，在TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面制作TiO2/金屬離子膜層，具體包括Cl，按照B1-B3的步驟獲得固含量為3. 5%的含有金屬離子的鈦溶膠。C2，將表面制作有TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的玻璃基體放入固含量為3. 5% 的含有金屬離子的鈦溶膠中，以Scm/min的速度提拉，從而將含金屬離子的鈦溶膠粘附在 TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面，再將粘附有含有金屬離子的鈦溶膠的玻璃基體放置在280°C的溫度下干燥1. 5h，從而在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面獲得TiO2/ 金屬離子膜層。實(shí)施例四A，在玻璃基體表面制作SiA膜層，具體包括Al，將硅酸乙酯溶于無水乙醇中，并在50°C的溫度下攪拌20min獲得質(zhì)量濃度為 20%的有機(jī)硅脂溶液。A2，將氫離子濃度為0. 2N的濃鹽酸滴入有機(jī)硅脂溶液中，同時在50°C的溫度下攪拌4小時使有機(jī)硅脂水解，濃鹽酸與有機(jī)硅脂的摩爾比為2. 5。A3，在發(fā)生水解的有機(jī)硅脂溶液中加入韌化劑，韌化劑與有機(jī)硅脂的摩爾比為 1. 5，然后攪拌均勻后冷卻至室溫，獲得固含量為5%的硅溶膠。
A4，將玻璃基體放入固含量為5%的硅溶膠中，以lOcm/min的速度提拉，從而使硅溶膠粘附在玻璃基體表面；將粘附硅溶膠的玻璃基體放置在60°C的溫度下干燥lOmin，從而在玻璃基體的表面獲得S^2膜層。B，在SW2膜層的表面制作TiO2/金屬離子/光敏材料膜層，具體包括Bi，將鈦酸丁酯溶于無水乙醇，形成質(zhì)量濃度為5%的有機(jī)鈦脂溶液。B2,向有機(jī)鈦脂溶液中加入中鐵和抑制劑，并在50°C的溫度下攪拌20min獲得第一混合液，其中，有機(jī)鈦脂與鋁的摩爾比為1. 5，抑制劑與鐵的摩爾比為1. 5。B3，用濃鹽酸、去離子水以及無水乙醇配置成氫離子濃度為0. 2N的第二混合液， 然后將第二混合液滴入第一混合液，而且強(qiáng)酸與有機(jī)鈦酯的摩爾比為2. 5，在50°C的溫度下攪拌2小時獲得固含量為4%的含有金屬離子的鈦溶膠。B4，將硫化鎘與濃鹽酸混合，然后加入含有金屬離子的鈦溶膠中形成固含量為 4. 5%的含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠，而且硫化鎘與有機(jī)鈦脂的摩爾比為2. 5。B5，將表面制作有S^2膜層的玻璃基體放入含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠中，然后以20cm/min的速度提拉，從而將含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠粘附在S^2 膜層表面，最后在300°C的溫度下干燥2h，從而在所述S^2膜層表面獲得TiO2/金屬離子/ 光敏材料膜層。C，在TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面制作TiO2/金屬離子膜層，具體包括Cl，按照B1-B3的步驟獲得固含量為4. 5%的含有金屬離子的鈦溶膠。C2，將表面制作有TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的玻璃基體放入固含量為4% 的含有金屬離子的鈦溶膠中，以lOcm/min的速度提拉，從而將含金屬離子的鈦溶膠粘附在 TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面，再將粘附有含有金屬離子的鈦溶膠的玻璃基體放置在300°C的溫度下干燥2h，從而在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面獲得TiO2/金屬離子膜層。通過檢測不同波長的光對上述實(shí)施例提供的修飾層的催化效果，發(fā)現(xiàn)可見光同樣可以獲得與紫外光相同的催化效果。由此可知，由上述實(shí)施例提供的制作方法獲得的自清潔玻璃能夠利用可見光，從而可以提高自清潔玻璃的光催化效率，進(jìn)而提高自清潔玻璃的自清潔能力。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自清潔玻璃，包括玻璃基體以及修飾層，其特征在于，所述修飾層包括自所述玻璃基體起依次疊置在所述玻璃基體表面的S^2膜層、Tio2/金屬離子/光敏材料膜層以及 TiO2/金屬離子膜層。
2.如權(quán)利要求1所述的自清潔玻璃，其特征在于，所述SiO2膜層的厚度為80 120nm。
3.如權(quán)利要求1所述的自清潔玻璃，其特征在于，所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的厚度為200 300nm。
4.如權(quán)利要求1所述的自清潔玻璃，其特征在于，所述TiO2/金屬離子膜層的厚度為 80 120nm。
5.如權(quán)利要求1所述的自清潔玻璃，其特征在于，在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層中，所述TiO2、金屬離子以及光敏劑的質(zhì)量百分含量分別為5 80%，5 40%，5 30%。
6.如權(quán)利要求1所述的自清潔玻璃，其特征在于，在所述TiO2/金屬離子膜層中，所述 TiO2和金屬離子的質(zhì)量百分含量分別為30 90%和10 70%。
7.一種自清潔玻璃的制作方法，其特征在于，包括以下步驟獲取硅溶膠，利用所述硅溶膠在玻璃基體的表面制作S^2膜層；獲取含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠，利用所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠涂覆在所述SiO2膜層表面制作TiO2/金屬離子/光敏材料膜層；獲取含有金屬離子的鈦溶膠，利用所述含有金屬離子的鈦溶膠在所述TiO2/金屬離子/ 光敏材料膜層表面制作TiO2/金屬離子膜層。
8.如權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述硅溶膠通過以下步驟獲得將有機(jī)硅脂溶解在有機(jī)溶劑中，并在30 50°C的溫度下攪拌獲得有機(jī)硅脂溶液；用強(qiáng)酸溶液和去離子水配制成強(qiáng)酸溶液；將所述強(qiáng)酸溶液滴入所述有機(jī)硅脂溶液中，同時在30 50°C的溫度下攪拌使所述有機(jī)硅脂水解；將韌化劑加入水解的所述有機(jī)硅脂溶液中，攪拌均勻并冷卻至室溫，獲得所述硅溶膠。
9.如權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述有機(jī)硅脂的質(zhì)量濃度為5 20%; 所述強(qiáng)酸與所述有機(jī)硅脂的摩爾比為0. 5 2. 5 ；加入的所述韌化劑與所述有機(jī)硅酯的摩爾比為0. 1 1. 5。
10.如權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，利用提拉法制作所述S^2膜層，所述硅溶膠的固含量為1 5%，所述玻璃基體的提拉速度為1 lOcm/min，從而將所述硅溶膠在粘附在所述玻璃基體表面。
11.如權(quán)利要求10所述的制作方法，其特征在于，粘附在所述玻璃基體表面的所述硅溶膠在60 100°C的溫度下干燥10 30min，從而在所述玻璃基體的表面獲得所述SW2膜層。
12.如權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠是通過以下步驟獲得將有機(jī)鈦脂溶于有機(jī)溶劑形成有機(jī)鈦脂溶液；向所述有機(jī)鈦脂溶液中加入金屬鹽以及抑制劑，在30 50°C的溫度下攪拌獲得第一混合液；用強(qiáng)酸、去離子水以及有機(jī)溶劑配置成第二混合液；將所述第二混合液滴入所述第一混合液，同時在30 50°C的溫度下攪拌獲得含有金屬離子的鈦溶膠；將光敏半導(dǎo)體粉末與強(qiáng)酸混合，然后加入所述含有金屬離子的鈦溶膠中，從而獲得所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠。
13.如權(quán)利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述有機(jī)鈦脂溶液的質(zhì)量濃度為1 5% ；所述有機(jī)鈦脂與所述金屬鹽的摩爾比為0. 1 1. 5，所述抑制劑與所述金屬鹽的摩爾比為0. 1 1. 5 ；所述光敏半導(dǎo)體粉末與所述有機(jī)鈦脂的摩爾比為0. 1 2. 5。
14.如權(quán)利要求12所述的制作方法，其特征在于，利用提拉法制作所述TiO2/金屬離子 /光敏材料膜層，所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠的固含量為1. 5 4. 5%，所述玻璃基體的提拉速度為2 20cm/min，從而將所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠粘附在所述SiO2膜層表面。
15.如權(quán)利要求14所述的制作方法，其特征在于，粘附在所述SiO2膜層表面的所述含有光敏半導(dǎo)體和金屬離子的鈦溶膠在250 300°C的溫度下干燥0. 5 2h，從而在所述S^2 膜層表面獲得所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層。
16.如權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述含有金屬離子的鈦溶膠通過以下步驟獲得將有機(jī)鈦脂溶于有機(jī)溶劑形成有機(jī)鈦脂溶液；向所述有機(jī)鈦脂溶液中加入金屬鹽以及抑制劑，在30 50°C的溫度下攪拌獲得第一混合液；用強(qiáng)酸、去離子水以及有機(jī)溶劑配置成第二混合液；將所述第二混合液滴入所述第一混合液，同時在30 50°C的溫度下攪拌獲得所述鈦溶膠。
17.如權(quán)利要求16所述的制作方法，其特征在于，利用提拉法制作所述TiO2/金屬離子膜層，所述含有金屬離子的鈦溶膠的固含量為1. 5 4. 5%，所述玻璃基體的提拉速度為 1 lOcm/min，從而將所述含有金屬離子的鈦溶膠粘附在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面。
18.如權(quán)利要求17所述的制作方法，其特征在于，粘附在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層表面的所述含有金屬離子的鈦溶膠在250 300°C的溫度下干燥0. 5 2h，從而在所述TiO2/金屬離子/光敏材料膜層的表面制作所述TiO2/金屬離子膜層。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種自清潔玻璃及其制作方法，自清潔玻璃包括玻璃基體以及修飾層，所述修飾層包括自所述玻璃基體起依次疊置在所述玻璃基體表面的SiO2膜層、TiO2/金屬離子/光敏材料膜層以及TiO2/金屬離子膜層。該自清潔玻璃能夠利用波長小于500nm的可見光，從而使得自清潔玻璃的光催化效率高，自清潔能力強(qiáng)，而且修飾層與玻璃基體的結(jié)合力強(qiáng)，能夠延長修飾層的親水性。
文檔編號C03C17/34GK102490406SQ201110342138
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者唐少俊, 李祥偉, 熊建民 申請人:奇瑞汽車股份有限公司